JPH09213458A - ヒーターユニット - Google Patents
ヒーターユニットInfo
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- JPH09213458A JPH09213458A JP8045437A JP4543796A JPH09213458A JP H09213458 A JPH09213458 A JP H09213458A JP 8045437 A JP8045437 A JP 8045437A JP 4543796 A JP4543796 A JP 4543796A JP H09213458 A JPH09213458 A JP H09213458A
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Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H05B—ELECTRIC HEATING; ELECTRIC LIGHT SOURCES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; CIRCUIT ARRANGEMENTS FOR ELECTRIC LIGHT SOURCES, IN GENERAL
- H05B3/00—Ohmic-resistance heating
- H05B3/10—Heating elements characterised by the composition or nature of the materials or by the arrangement of the conductor
- H05B3/12—Heating elements characterised by the composition or nature of the materials or by the arrangement of the conductor characterised by the composition or nature of the conductive material
- H05B3/14—Heating elements characterised by the composition or nature of the materials or by the arrangement of the conductor characterised by the composition or nature of the conductive material the material being non-metallic
- H05B3/141—Conductive ceramics, e.g. metal oxides, metal carbides, barium titanate, ferrites, zirconia, vitrous compounds
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Ceramic Engineering (AREA)
- Resistance Heating (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 絶縁耐力に優れ発熱効率の良好なヒーターユ
ニットを得ること。 【解決手段】 ヒーターユニット１の隣接する発熱体
（ＰＴＣ素子１１）の間で互いに隣接する横端面１１１
を電極面２１１に対して垂直平面ならざる面形状とし，
隣接横端面１１１の間に形成される空隙１２の相対する
電極２１間の最短距離Ｌが上記板厚Ｔより大となるよう
にする。大気に露出する外縁の横端面１１２について
は，電極２１の端部２１１から横方向に突出させること
が好ましい。
ニットを得ること。 【解決手段】 ヒーターユニット１の隣接する発熱体
（ＰＴＣ素子１１）の間で互いに隣接する横端面１１１
を電極面２１１に対して垂直平面ならざる面形状とし，
隣接横端面１１１の間に形成される空隙１２の相対する
電極２１間の最短距離Ｌが上記板厚Ｔより大となるよう
にする。大気に露出する外縁の横端面１１２について
は，電極２１の端部２１１から横方向に突出させること
が好ましい。
Description
【０００１】
【技術分野】本発明は，発熱体を電極で挟持してなるヒ
ーターユニットに関するものであり，特に絶縁耐力に優
れたヒーターユニットに関する。
ーターユニットに関するものであり，特に絶縁耐力に優
れたヒーターユニットに関する。
【０００２】
【従来技術】図８に示すように，板状の正特性サーミス
タ（ＰＴＣ）素子９１を正負の電極９２１，９２２で挟
持し，電極９２１，９２２の外側に放熱用のフィン９３
を配置したヒーターユニット９０が知られている（例え
ば特開平６−４５０５４号公報参照）。サーミスタ素子
９１は，発熱量を大きくするために複数個配置されるこ
とが多く，その隣接する横端面９１１は電極９２１，９
２２に対して垂直な平面である。同図において，符号９
４は，ヒーターユニット９０に電圧を印加する端子板で
ある。
タ（ＰＴＣ）素子９１を正負の電極９２１，９２２で挟
持し，電極９２１，９２２の外側に放熱用のフィン９３
を配置したヒーターユニット９０が知られている（例え
ば特開平６−４５０５４号公報参照）。サーミスタ素子
９１は，発熱量を大きくするために複数個配置されるこ
とが多く，その隣接する横端面９１１は電極９２１，９
２２に対して垂直な平面である。同図において，符号９
４は，ヒーターユニット９０に電圧を印加する端子板で
ある。
【０００３】サーミスタ素子９１は，セラミックの１種
であるため熱伝導率が低く，素子の中心部から電極９２
１，９２２の表面側に向けて温度傾斜が生ずる。そのた
め，サーミスタ素子９１の厚さＴを薄くするほど内部と
外部との温度差が小さくなり，ヒーターユニット９０の
発熱量を大きくすることが出来る。図９は，サーミスタ
素子９１の厚さＴと熱出力の関係の１例を示す図であ
り，厚さＴが２．５ｍｍのときの出力を１として，出力
の相対値を図示したものである。
であるため熱伝導率が低く，素子の中心部から電極９２
１，９２２の表面側に向けて温度傾斜が生ずる。そのた
め，サーミスタ素子９１の厚さＴを薄くするほど内部と
外部との温度差が小さくなり，ヒーターユニット９０の
発熱量を大きくすることが出来る。図９は，サーミスタ
素子９１の厚さＴと熱出力の関係の１例を示す図であ
り，厚さＴが２．５ｍｍのときの出力を１として，出力
の相対値を図示したものである。
【０００４】このヒーターユニット９０は，温風ヒータ
ーや，衣類乾燥器，布団乾燥器，食器乾燥器，ハンドド
ライヤー等の乾燥器や，自動車の吸気加熱装置，車室暖
房装置等に用いることができる。そして，これらの民生
品は電気用品取締法に規定された規格に準拠する必要が
ある。なお，上記構造のヒーターユニットに用いる発熱
体は，絶縁耐力に優れた電気的な発熱体であれはよく，
サーミスタ素子の酸化バナジウムやチタン酸バリウム等
のセラミック発熱体，樹脂に導電物質を混入した樹脂系
の発熱体などがある。
ーや，衣類乾燥器，布団乾燥器，食器乾燥器，ハンドド
ライヤー等の乾燥器や，自動車の吸気加熱装置，車室暖
房装置等に用いることができる。そして，これらの民生
品は電気用品取締法に規定された規格に準拠する必要が
ある。なお，上記構造のヒーターユニットに用いる発熱
体は，絶縁耐力に優れた電気的な発熱体であれはよく，
サーミスタ素子の酸化バナジウムやチタン酸バリウム等
のセラミック発熱体，樹脂に導電物質を混入した樹脂系
の発熱体などがある。
【０００５】
【解決しようとする課題】上記のように，サーミスタ素
子の厚さＴを薄くするほどヒーターユニットの出力を増
大することが出来る。しかしながら，厚さＴを薄くする
と電極９２１，９２２間の絶縁距離が短くなり，絶縁耐
力が低下し，また電気用品取締法に規定された空間離隔
距離を確保出来なくなるという問題がある。この場合，
サーミスタ素子９１の絶縁耐力は空気に比べて遙に大き
いため，絶縁耐力を決定づけるものは電極９２１，９２
２間の大気に沿った沿面距離である。
子の厚さＴを薄くするほどヒーターユニットの出力を増
大することが出来る。しかしながら，厚さＴを薄くする
と電極９２１，９２２間の絶縁距離が短くなり，絶縁耐
力が低下し，また電気用品取締法に規定された空間離隔
距離を確保出来なくなるという問題がある。この場合，
サーミスタ素子９１の絶縁耐力は空気に比べて遙に大き
いため，絶縁耐力を決定づけるものは電極９２１，９２
２間の大気に沿った沿面距離である。
【０００６】その対策として，図８に示すように，電極
９２１，９２２端部の間の大気に沿った沿面距離（＝Ａ
１＋Ｔ＋Ａ２）を大きくするために，サーミスタ素子９
１の端部９１５を電極９２１，９２２の端部から横に突
出させるということが提案されている（実開昭６３−３
８５５６号公報参照）。しかしながら，複数のサーミス
タ素子９１を用いるヒーターユニット９０の内部では，
隣接するサーミスタ素子９１の横端面９１１の間に空隙
９１２が生ずることが避けらない。そのため，上記のよ
うに端部９１５を突出させても，厚さＴを薄くすると空
隙９１２による絶縁耐力の低下が生ずることとなる。
９２１，９２２端部の間の大気に沿った沿面距離（＝Ａ
１＋Ｔ＋Ａ２）を大きくするために，サーミスタ素子９
１の端部９１５を電極９２１，９２２の端部から横に突
出させるということが提案されている（実開昭６３−３
８５５６号公報参照）。しかしながら，複数のサーミス
タ素子９１を用いるヒーターユニット９０の内部では，
隣接するサーミスタ素子９１の横端面９１１の間に空隙
９１２が生ずることが避けらない。そのため，上記のよ
うに端部９１５を突出させても，厚さＴを薄くすると空
隙９１２による絶縁耐力の低下が生ずることとなる。
【０００７】そのため，隣接するサーミスタ素子９１の
空隙９１２に絶縁部材を介設させるという構成も提示さ
れている（特開平７−１４６６４号公報参照）。しかし
ながら，サーミスタ素子の当接面（横端面９１１）の間
だけに薄く絶縁物を介設させることは，作業が容易でな
く，絶縁物が流出する等の不具合も考えられる。本発明
は，かかる従来の問題点に鑑みてなされたものであり，
簡素な構造で絶縁耐力に優れ，かつ発熱効率の良好なヒ
ーターユニットを提供しようとするものである。
空隙９１２に絶縁部材を介設させるという構成も提示さ
れている（特開平７−１４６６４号公報参照）。しかし
ながら，サーミスタ素子の当接面（横端面９１１）の間
だけに薄く絶縁物を介設させることは，作業が容易でな
く，絶縁物が流出する等の不具合も考えられる。本発明
は，かかる従来の問題点に鑑みてなされたものであり，
簡素な構造で絶縁耐力に優れ，かつ発熱効率の良好なヒ
ーターユニットを提供しようとするものである。
【０００８】
【課題の解決手段】本願の請求項１の発明では，隣接す
る発熱体の間で互いに隣接する横端面を電極面に対する
垂直平面ならざる面形状とし，上記隣接横端面の間に形
成される空隙の相対する電極間の最短距離Ｌが発熱体の
板厚Ｔより大となるようにしてある。そのため，隣接す
る横端面の間に形成される空隙での絶縁耐力は，板厚Ｔ
よりも大きい上記距離Ｌによって決まり，同一の絶縁耐
力に対して板厚Ｔを薄くすることが出来る。そして，発
熱体の厚さＴが薄ければ，ヒーターユニットの出力を増
大させることができる。
る発熱体の間で互いに隣接する横端面を電極面に対する
垂直平面ならざる面形状とし，上記隣接横端面の間に形
成される空隙の相対する電極間の最短距離Ｌが発熱体の
板厚Ｔより大となるようにしてある。そのため，隣接す
る横端面の間に形成される空隙での絶縁耐力は，板厚Ｔ
よりも大きい上記距離Ｌによって決まり，同一の絶縁耐
力に対して板厚Ｔを薄くすることが出来る。そして，発
熱体の厚さＴが薄ければ，ヒーターユニットの出力を増
大させることができる。
【０００９】また，請求項２の発明によれば，発熱体に
おいて大気に露出する外縁の横端面は，電極の端部から
横方向に突出させてあるから，電極の端部間の大気の沿
った沿面距離は，同様に板厚Ｔよりも大きくなる。従っ
て，電極の端部で同一の絶縁耐力を得る発熱体の厚さＴ
を相対的に薄くすることができる。そして，前記のよう
に発熱体の厚さＴが薄ければ，ヒーターユニットの出力
を増大させることができる。
おいて大気に露出する外縁の横端面は，電極の端部から
横方向に突出させてあるから，電極の端部間の大気の沿
った沿面距離は，同様に板厚Ｔよりも大きくなる。従っ
て，電極の端部で同一の絶縁耐力を得る発熱体の厚さＴ
を相対的に薄くすることができる。そして，前記のよう
に発熱体の厚さＴが薄ければ，ヒーターユニットの出力
を増大させることができる。
【００１０】なお，電極面に対する垂直平面ならざる面
形状には，斜め方向に形成した傾斜平面（図１）の他，
請求項３記載のような屈曲面やまたは屈折面（図３）な
どがはある。また，隣接する上記横端面は互いに並行で
面接触することの出来る形状とするほか，請求項４記載
のように，少なくともその一部分において互いに離隔し
面接触しないようにすることができる。そして，この場
合にはその離隔部分に絶縁部材を配設し絶縁耐力を強化
することが好ましい（図５〜図７参照）。
形状には，斜め方向に形成した傾斜平面（図１）の他，
請求項３記載のような屈曲面やまたは屈折面（図３）な
どがはある。また，隣接する上記横端面は互いに並行で
面接触することの出来る形状とするほか，請求項４記載
のように，少なくともその一部分において互いに離隔し
面接触しないようにすることができる。そして，この場
合にはその離隔部分に絶縁部材を配設し絶縁耐力を強化
することが好ましい（図５〜図７参照）。
【００１１】そして，請求項５記載のように，電極を放
熱フィンと一体的に形成すれば，発熱体の熱を効率良く
外部に放出することができる。また，発熱体には，サー
ミスタ素子として酸化バナジウムやチタン酸バリウム等
のセラミック発熱体があり，また樹脂に導電物質を混入
した樹脂系の発熱体などがある。そして，請求項６記載
の正特性のサーミスタ素子（ＰＴＣ）は，温度と共に抵
抗値が増加するため，周囲温度や電圧の変動に係わらず
発熱温度を一定にすることのできる利点がある。
熱フィンと一体的に形成すれば，発熱体の熱を効率良く
外部に放出することができる。また，発熱体には，サー
ミスタ素子として酸化バナジウムやチタン酸バリウム等
のセラミック発熱体があり，また樹脂に導電物質を混入
した樹脂系の発熱体などがある。そして，請求項６記載
の正特性のサーミスタ素子（ＰＴＣ）は，温度と共に抵
抗値が増加するため，周囲温度や電圧の変動に係わらず
発熱温度を一定にすることのできる利点がある。
【００１２】
実施形態例１ 本例は，図１に示すように，同一の板厚Ｔを有する板状
の発熱体としてのＰＴＣ素子１１を複数枚横に並置し，
その両面を電圧を印加する一対の電極２１で挟持してな
るヒーターユニット１である。
の発熱体としてのＰＴＣ素子１１を複数枚横に並置し，
その両面を電圧を印加する一対の電極２１で挟持してな
るヒーターユニット１である。
【００１３】そして，隣接するＰＴＣ素子１１の間で互
いに隣接する横端面１１１を電極面２１１に対して垂直
平面ならざる面形状（傾斜平面）とし，隣接横端面１１
１の間に形成される空隙１２の相対する電極２１間の最
短距離Ｌが上記板厚Ｔより大となるようする。かつ，大
気に露出する外縁の横端面１１２については，電極２１
の端部２１２から横方向に突出させてある。
いに隣接する横端面１１１を電極面２１１に対して垂直
平面ならざる面形状（傾斜平面）とし，隣接横端面１１
１の間に形成される空隙１２の相対する電極２１間の最
短距離Ｌが上記板厚Ｔより大となるようする。かつ，大
気に露出する外縁の横端面１１２については，電極２１
の端部２１２から横方向に突出させてある。
【００１４】そして，電極２１は放熱フィン２５と一体
的に形成されている。即ち，放熱フィン２５は電極２１
にロウ付けされており，また放熱フィン２５の反対側に
は，電源端子を兼ねる端子板２２がロウ付けされてい
る。また，ＰＴＣ素子１１と電極２１とは，接着剤によ
って接着されている。なお，ＰＴＣ素子１１と電極２１
とは，接着剤を用いずメカニカルな弾性部材等によって
互いに押圧して電気的な導通を確保するようにしてもよ
い。
的に形成されている。即ち，放熱フィン２５は電極２１
にロウ付けされており，また放熱フィン２５の反対側に
は，電源端子を兼ねる端子板２２がロウ付けされてい
る。また，ＰＴＣ素子１１と電極２１とは，接着剤によ
って接着されている。なお，ＰＴＣ素子１１と電極２１
とは，接着剤を用いずメカニカルな弾性部材等によって
互いに押圧して電気的な導通を確保するようにしてもよ
い。
【００１５】本例のヒーターユニット１は，隣接するＰ
ＴＣ素子１１の互いに隣接する横端面１１１を電極面２
１１に対して垂直平面ならざる面形状とし，上記隣接横
端面１１１の間に形成される空隙１２の相対する電極２
１間の最短距離ＬがＰＴＣ素子１１の板厚Ｔより大とな
るようにしてある。そのため，空隙１２での電極２１間
の絶縁耐力は，板厚Ｔよりも大きい上記距離Ｌによって
決まり，同一の絶縁耐力に対して板厚Ｔを薄くすること
が出来る。
ＴＣ素子１１の互いに隣接する横端面１１１を電極面２
１１に対して垂直平面ならざる面形状とし，上記隣接横
端面１１１の間に形成される空隙１２の相対する電極２
１間の最短距離ＬがＰＴＣ素子１１の板厚Ｔより大とな
るようにしてある。そのため，空隙１２での電極２１間
の絶縁耐力は，板厚Ｔよりも大きい上記距離Ｌによって
決まり，同一の絶縁耐力に対して板厚Ｔを薄くすること
が出来る。
【００１６】また，ＰＴＣ素子１１の大気に露出する外
縁の横端面１１２は，電極２１の端部２１１から横方向
に突出させてあるから，電極２１の端部２１１間の沿面
距離（＝Ａ１＋Ｔ＋Ａ２）は，同様に板厚Ｔよりも大き
くなる。従って，電極２１の端部２１１において同一の
絶縁耐力を得るＰＴＣ素子１１の厚さＴを相対的に薄く
することができる。そして，ＰＴＣ素子１１の厚さＴを
薄くすることが出来るから，ヒーターユニット１の熱出
力が増大する。
縁の横端面１１２は，電極２１の端部２１１から横方向
に突出させてあるから，電極２１の端部２１１間の沿面
距離（＝Ａ１＋Ｔ＋Ａ２）は，同様に板厚Ｔよりも大き
くなる。従って，電極２１の端部２１１において同一の
絶縁耐力を得るＰＴＣ素子１１の厚さＴを相対的に薄く
することができる。そして，ＰＴＣ素子１１の厚さＴを
薄くすることが出来るから，ヒーターユニット１の熱出
力が増大する。
【００１７】実施形態例２ 本例は，実施形態例１において，図２に示すように，断
面が台形の同一形状のＰＴＣ素子１３を３枚以上並置し
たもう一つの実施形態例である（電極等は図示略）。即
ち，ＰＴＣ素子１３の台形の短辺１３１と長辺１３２と
を交互に上辺と下辺に配置し，ＰＴＣ素子１３間の空隙
が小さくなるようにする。その他については，実施形態
例１と同様である。
面が台形の同一形状のＰＴＣ素子１３を３枚以上並置し
たもう一つの実施形態例である（電極等は図示略）。即
ち，ＰＴＣ素子１３の台形の短辺１３１と長辺１３２と
を交互に上辺と下辺に配置し，ＰＴＣ素子１３間の空隙
が小さくなるようにする。その他については，実施形態
例１と同様である。
【００１８】実施形態例３ 本例は，実施形態例１において，図３に示すように，Ｐ
ＴＣ素子１４の隣接する横端面１４１の形状を屈折面と
したもう一つの実施形態例である。横端面１４１を屈折
面とはすることにより，空隙１２の電極２１間の最短距
離Ｌを傾斜面の場合よりも更に大きくすることが出来
る。その他については，実施形態例１と同様である。
ＴＣ素子１４の隣接する横端面１４１の形状を屈折面と
したもう一つの実施形態例である。横端面１４１を屈折
面とはすることにより，空隙１２の電極２１間の最短距
離Ｌを傾斜面の場合よりも更に大きくすることが出来
る。その他については，実施形態例１と同様である。
【００１９】実施形態例４ 本例は，実施形態例１において，図４に示すように，Ｐ
ＴＣ素子１５の横端面１５１の傾斜面に段差を設けたも
う一つの実施形態例である。傾斜面に段差をつけること
により，成形性の向上及び素子強度を向上させることが
可能である。その他については，実施形態例１と同様で
ある。
ＴＣ素子１５の横端面１５１の傾斜面に段差を設けたも
う一つの実施形態例である。傾斜面に段差をつけること
により，成形性の向上及び素子強度を向上させることが
可能である。その他については，実施形態例１と同様で
ある。
【００２０】実施形態例５ 本例は，図５〜図７に示すように，ＰＴＣ素子１６〜１
８の横端面１６１，１７１，１８１は，少なくともその
一部分において互いに離隔し面接触しないように構成さ
れており，その離隔部分に絶縁部材３１〜３３を配設し
てある。その他については実施形態例１と同様である。
８の横端面１６１，１７１，１８１は，少なくともその
一部分において互いに離隔し面接触しないように構成さ
れており，その離隔部分に絶縁部材３１〜３３を配設し
てある。その他については実施形態例１と同様である。
【００２１】
【発明の効果】上記のように本発明によれば，簡素な構
造で絶縁耐力に優れ，かつ発熱効率の良好なヒーターユ
ニットを得ることができる。
造で絶縁耐力に優れ，かつ発熱効率の良好なヒーターユ
ニットを得ることができる。
【図１】実施形態例１のヒーターユニットの断面図。
【図２】実施形態例２のヒーターユニットのＰＴＣ素子
の配置図。
の配置図。
【図３】実施形態例３のヒーターユニットのＰＴＣ素子
の配置図。
の配置図。
【図４】実施形態例４のヒーターユニットのＰＴＣ素子
の配置図。
の配置図。
【図５】実施形態例５のヒーターユニットのＰＴＣ素子
の配置図（その１）。
の配置図（その１）。
【図６】実施形態例５のヒーターユニットのＰＴＣ素子
の配置図（その２）。
の配置図（その２）。
【図７】実施形態例５のヒーターユニットのＰＴＣ素子
の配置図（その３）。
の配置図（その３）。
【図８】従来のヒーターユニットの断面図。
【図９】図８のＰＴＣ素子の厚さＴと出力の相対値とを
図示した図。
図示した図。
１．．．ヒーターユニット， １１．．．ＰＴＣ素子（発熱体）， １１１．．．隣接横端面， １１２．．．外縁横端面， １２．．．空隙， ２１．．．電極， ２１１．．．電極面，
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 辻村 泰明 愛知県刈谷市昭和町１丁目１番地 日本電 装株式会社内
Claims (6)
- 【請求項１】 略同一の板厚Ｔを有する板状の発熱体を
複数枚横に並置し，その両面を一対の電極で挟持してな
るヒーターユニットにおいて，隣接横端面の間に形成さ
れる空隙の相対する電極間の最短距離Ｌが上記板厚Ｔよ
り大となるようすることを特徴とするヒーターユニッ
ト。 - 【請求項２】 請求項１において，前記発熱体において
大気に露出する外縁の横端面については，電極の端部か
ら横方向に突出させてあることを特徴とするヒーターユ
ニット。 - 【請求項３】 請求項１または請求項２において，隣接
する前記発熱体間の横端面は屈曲または屈折した面であ
ることを特徴とするヒーターユニット。 - 【請求項４】 請求項１から請求項３のいずれか１項に
おいて，前記隣接し相対する横端面は，少なくともその
一部分において互いに離隔し面接触しないように構成さ
れており，その離隔部分に絶縁部材を配設してあること
を特徴とするヒーターユニット。 - 【請求項５】 請求項１から請求項４のいずれか１項に
おいて，前記電極は放熱フィンと一体的に形成されてい
ることを特徴とするヒーターユニット。 - 【請求項６】 請求項１から請求項５のいずれか１項に
おいて，前記発熱体は正特性サーミスタ素子であること
を特徴とするヒーターユニット。
Priority Applications (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP8045437A JPH09213458A (ja) | 1996-02-06 | 1996-02-06 | ヒーターユニット |
| DE19704136A DE19704136A1 (de) | 1996-02-06 | 1997-02-04 | Heizeinheit |
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